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Schnell kupplung, insbesondere Schnellverschlusskupplung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnell kupplung, insbesondere
Schnellverschlußkupplung mit einer entgegen Federbelastung in axialer Richtung verlagerbaren
Verriegelungshülse, welche Verriegelungskugeln steuert, die in längsgerichteten
Räumen der einen Kupplungshälfte verschieblich angeordnet und durch Einstecken der
anderen Kupplungshälfte in die Freigabestellung bewegbar sind.
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Bauformen dieser Art haben den Vorteil der Einhand-Bedienung. Zur
Herbeiführung der Kupplungsverbindung rückt die das Steckteil aufweisende Kupplungshälfte
die unter Federbelastung stehenden Verriegelungskugeln aus. Sobald die steckteilseitige
Ringnut in den Bereich der Verriegelungskugeln gelangt, treten diese federbeaufschlagt
wieder vor. Die Räume sind allerdings in fertigungsaufwendiger Weise von spitzwinklig
zur Kupplungsachse verlaufenden Schächten bzw. Bohrungen der einen Kupplungshälfte
realisiert. Zur Beaufschlagung der Verriegelungskugeln dient ein unter Federwirkung
stehender Ring, der mit Vorsprüngen in die Räume hineinlangen muß. Der gleiche Ring
ist von der Verriegelungshülse überfangen und durch diese so verlagerbar, daß die
Vorsprünge die Verriegelungskugeln freigeben. Über eine Rest-Bodenfläche der Räume
werden dabei die Kugeln aus der steckteilseitigen Ringnut herausgehoben. Letzteres
geschieht entgegen der Kraft der die Verriegelungshülse in Grundstellung belastenden
Feder. Über den Fertigungsaufwand hinaus haben solche die Verschieblichkeit der
Verriegelungskugeln bringenden Räume den Nachteil, daß die Abstützung
nicht
auf alle Kugeln gleichmäßig verteilt wird. Der Grund hierfür sind kaum vermeidbare
Toleranzabweichungen der einzelnen Räume zueinander. Meist entsteht ein räumlicher
Versatz zwischen den in einer Querebene angeordneten Räumen. Bei hohem Mediendruck
ist die Kupplungssicherheit demzufolge beeinrächtigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Schnell kupplung
in herstellungstechnisch einfacherer, den Traganteil optimierender Bauform so auszubilden,
daß die Verriegelungskugeln in Kupplungsstellung völlig gleich belastet sind.
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Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale beim
Erfindungsgegenstand gelöst.
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Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Schnellkupplung
gemäß Erfindung dar.
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Zufolge solcher Ausgestaltung ist eine Schnell kupplung vereinfachten
Aufbaues und trotzdem hoher Betriebssicherheit erzielt. Die innenliegende Wand der
erfindungsgemäß ausgestalteten Verriegelungshülse bildet einen in die Steckfuge
der beiden Kupplungshälften liegenden Kugelkäfig. Die Verriegelungskugeln lagern
in einem wechselseitigen Vortritt ermöglichenden fensterförmigen Öffnungen, die
sich in Form einfacher Radialbohrungen realisieren lassen. Da die Abstützung an
beiden Kupplungshälften unmittelbar, d.h. sogar an rotationssymmetrischen Stützflächen
derselben erfolgt, brauchen besondere Toleranzen
bezüglich der fensterförmigen
Öffnungen nicht eingehalten zu werden.
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Es ergibt sich eine Art Selbsteinregelung. Der entsprechende Aufbau
gestattet es dabei, die die Ausweichbewegung der Verriegelungskugeln bringenden
Räume einfach durch Verlängerung der Stützfläche in Ausweichrichtung zu realisieren.
Die ebenfalls doppelwandige Ausbildung des Einsteck-Kupplungsteiles ist dabei insoweit
genutzt, als die äußere Wand einfach zur Bildung der Verriegelungszone genutzt und
die innere, nippelartig eintretende Wand zur Bildung der Dichtfuge zwischen den
Kupplungshälften herangezogen wird.
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Dabei ist es weiter von Vorteil, daß der Ringspalt kleiner ist als
der Durchmesser der Verriegelungskugeln. Die Verriegelungshülse erfüllt dadurch
eine weitere Funktion, indem sie die in den fensterförmigen Öffnungen liegenden
Verriegelungskugeln gegen peripheres Herausfallen abstützt. Außerdem wird die Betätigungsfläche
der Verriegelungshülse größer.
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In baulicher Hinsicht ist es zudem von Vorteil, daß die Feder der
Verriegelungshüise gegen eine Schulter anliegt, die auf der Querschnittsebene der
sich gabelnden Wandung der Verriegelungshülse liegt. Auf diese Weise wird ein Hülsenbereich
als Federaufnahmekammer genutzt, der nicht zwingend in die Bildung des Kugelkäfigs
einbezogen ist. Demzufolge wird die Verriegelungshülse in ihrem Durchmesser nicht
größer, was der angestrebten Betriebssicherheit einer solchen Schnell kupplung zugute
kommt. Es entfallen dadurch weit abstehende, möglicherweise eine ungewollte Auslösung
bringende Vorsprünge.
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Ein vorteilhafter Aufbau der Verriegelungshülse ergibt sich weiterhin
dadurch, daß die innere Wand derselben sich an einer Innenschulter der äußeren Wand
abstützt und einen Befestigungskragen aufweist, der bis zum rückwärtigen Rand der
Verriegelungshülse reicht und diesen übergreift. Auf diese Weise ist eine montagegünstige
Voraussetzung geschaffen, die eine angemessen präzise Bearbeitung der Einzelteile
vor Zusammenfügen derselben ermöglicht.
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Eine zu einem optimalen Traganteil führende Bauform ist schließlich
dadurch verwirklicht, daß die verriegelnden Tragabschnitte der Verriegelungskugeln
diametral gegenüberliegend seitlich benachbart zu gegenüberliegenden Seiten der
Innenwand angeordnet sind. Ohne nachteilige Belastung der Verriegelungshülse ergibt
sich trotzdem eine betriebsgerechte Einlagerung der Verriegelungskugeln zwischen
den Stützflächen der miteinander verbundenen Kupplungshälften.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind
nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die in Form einer Schnellverschlußkupplung ausgebildete
Schnell kupplung in gekuppeltem Zustand, und zwar im Teilschnitt,
Fig.
2 diese Schnellkupplung in entkuppeltem Zustand.
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Die Schnellverschlußkupplung besteht aus den Kupplungshälften I und
II.
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Die eine Kupplungshälfte I ist als Einsteck-Kupplungsteil gestaltet,
d.h.
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es besitzt ein zentral liegendes, zylindrisch gestaltetes Steckteil
3.
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Letzteres greift in eine formentsprechende Einstecköffnung 4 der anderen
Kupplungshälfte II ein.
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Beide Kupplungshälften gehen endseitig in je einen Schraubstutzen
5 bzw. 6 über zum Anschluß an eine nicht näher dargestellte medienführende Leitung.
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Zwischen Steckteil 3 und der anderen Kupplungshälfte II befindet sich
ein Dichtungsring 7. Letzterer lagert in einer Ringnut 8 eines ringwandförmigen
Gehäuseabschnittes 9 der Kupplungshälfte II.
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Auf diesem ringwandförmigen Gehäuseabschnitt 9 läuft längsverschieblich
sowie anschlagbegrenzt geführt eine Verriegelungshülse 10. Letztere ist auf einem
Teil ihrer Länge von doppelwandigem Aufbau. Ihre innere Wand ist mit W1 und ihre
äußere Wand mit W2 bezeichnet. Zwischen beiden verbleibt ein Ringspalt x. Letzterer
dient zum Eintritt einer Ringwand 11 des demzufolge am freien Ende ebenfalls doppelwandig
ausgebildeten Einsteck-Kupplungsteiles der Kupplungshälfte I.
Die
Ringwand 11 weist innenseitig eine Ringnut 12 auf. Die Ringnut 12 liegt im Endbereich
der Ringwand 11 und ist von trapezförmigem Rinnenquerschnitt. Die breitere Basis
zeigt nach Innen.
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Die Ringnut 12 wirkt mit Verriegelungskugeln 13 zusammen. Letztere
liegen in fensterförmigen Öffnungen 14 der inneren Wand W1 der Verriegelungshülse
10, die demzufolge eine Art Kugelkäfig bildet. Die fensterförmigen Öffnungen sind
von in einer gemeinsamen Querschnittsebene liegenden Querbohrungen gebildet. Ihr
Winkelabstand ist vorzugsweise gleich gehalten. Die Kugeln weisen einen Durchmesser
auf, der etwa der halben Wandungsstärke der inneren Wand W1 entspricht.
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In Verriegelungsstellung der Schnellverschlußkupplung (vergl. Fig.
1) stehen die Kugeln beidseitig der Innenwand etwa um das gleiche Maß über. Ihre
verriegelnden Tragabschnitte befinden sich diametral einander gegenüberliegend,
und zwar seitlich benachbart zu gegenüberliegenden Seiten der inneren Wand W1 der
Verriegelungshülse 10.
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Die Stützfläche 15 der einen Kupplungshälfte I wird von der einen
winklig zur Verschlußkupplungs-Mittelachse y-y stehenden Rinnenflanke der Ringnut
12 gebildet; die dieser diametral gegenüberliegende Stützfläche 16 hingegen von
einer parallel verlaufenden Flanke einer Ringnut 17 der anderen Kupplungshälfte
II. Diese Ringnut 17 befindet sich an der Außenseite des ringwandförmigen Gehäuseabschnittes
9 und ist von solcher Tiefe, daß die Kugeln unter entsprechender Axialverlagerung
der Verriegelungshülse 10 so weit radial einwärts gerichtet ausweichen können, daß
die außenliegende Kugelhälfte aus der Ringnut 12 der Ringwand
11
austreten kann (vergl. Fig. 2, Kupplungshälfte II). Unter Verschieben der Verriegelungshülse
10 in Richtung des Pfeiles z werden die Verriegelungskugeln 13 mitgenommen und in
den praktisch in axialer Richtung verlaufenden, von der Ringnut 17 gebildeten Ausweichraum
17 gedrückt. Hierbei wirkt die ansteigend ausgerichtete Stützfläche 15 als Steuerfläche.
Sobald die Verriegelungskugeln 13 ganz über die Innenseite der Ringwand 11 angehoben
sind, ist die Verriegelungssperrung aufgehoben. Das entsprechende Trennen der Kupplungshälften
kann einfach dadurch erfolgen, daß der Bedienende die Kupplungshälfte 1 festhält
und die Verriegelungshülse 10 in Richtung des Pfeiles z zieht.
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Die Verriegelungskugeln 13 sind danach durch die äußere Wand W2 der
Verriegelungshülse gegen Herausfallen gesichert, da der Ringspalt x kleiner gewählt
ist als der Durchmesser der Verriegelungskugeln beträgt.
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Die Sperr-Grundstellung der Verriegelungshülse 10 ist federbelastet.
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Hierzu dient eine Schraubengang-Druckfeder 18. Letztere tritt mit
ihrer einen Endwindung gegen eine Schulter 19 der Hülse 10. Diese Schulter 19 ist
auf der Querschnittsebene der sich gabelnden Wandung der Verriegelungshülse 10 realisiert;
genau von der inneren Wand W1.
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Die andere Endwindung der Feder 18 stützt sich auf einer von der Kupplungshälfte
II gebildeten Schulter 20 ab. Der Gehäuseabschnitt 9 ist dort entsprechend abgesetzt,
so daß eine Federaufnahmekammer 21 vorliegt und zur Bildung der Schulter 19 ausgedreht.
Die Federaufnahmekammer 21 liegt in Erstreckungsrichtung der inneren Wand W1.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, stützt sich die innere Wand W1
der Verriegelungshülse 10 an einer durch Ausdrehung erzielten Innenschulter 22 der
äußeren Wand W2 ab. Die demzufolge weiter querschnittsreduzierte Endzone setzt sich
bis zum rückwärtigen Rand R der Verriegelungshülse 10 fort. Letzterer weist eine
trichterförmige Erbreiterung auf, welche vom auswärts gedrückten Ende der querschnittsreduzierten
Zone der inneren Wand W7 übergriffen wird. Auf diese Weise sind die beiden rotationssymmetrisch
gestalteten Bauteile fest miteinander verbunden.
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Die Mantelfläche der Verriegelungshülse 10 weist mehrere im gleichen
Abstand zueinander verlaufende Querrippen 10' auf, welche zum einen die Griffigkeit
der Verriegelungshülse erhöhen und zum anderen praktisch eine stabilisierende Umreifung
derselben bilden, so daß extrem hohe periphere Kräfte auch noch von dieser Hülse
aufgenommen werden können. Bei normalen Gebrauchsbeanspruchungen reicht dagegen
die unmittelbare Abstützung über die Flächen 15, 16 der durch das Medium auf Trennung
belasteten Kupplungshälften I, II aus. Die Hauptbelastungsrichtung ist durch einen
Pfeil P verdeutlicht. Sein Winkel zur Achse x-x beträgt ca. 450.
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Eine Sicherung gegen Abstreifen der Verriegelungshülse bildet ein
Sprengring 23. Letzterer ist im Mündungsbereich des Gehäuseabschnittes 9 eingelassen.
Er wird von der an der Innenkante gefasten Endzone der inneren Wand W1 etwas übergriffen.
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Die Ringwand 11 kann der Kupplungshälfte I unmittelbar angeformt sein
oder aber wie in der Zeichnung wiedergegeben, von einem separaten, aufgeschraubten
Hülsenteil gebildet werden.
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Um die Steckzuordnung unter Überlaufen der Verriegelungskugeln zu
erleichtern, ist auch die auflaufseitige Innenkante der Ringwand 11 trichterförmig,
also unter Bildung einer Steuerfläche 11' gestaltet.
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Die Kupplungshälften tragen unter Federbelastung stehende Ventilkörper
24, welche sich in Kupplungsstellung von der korrespondierenden Ventilsitzfläche
abheben, mit Entkuppeln jedoch die zu verbindenden Leitungsenden verschließen. Deren
Funktion und Aufbau ist hinlänglich bekannt.
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Die die Verschieberäume für die Kugeln 13 bildende Ringnut 17 ist
in Umfangsrichtung nicht unterteilt.
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Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten
neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht
ausdrücklich beansprucht sind.
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